Resim kredisi: JHU
John Hopkins Üniversitesi'nden gökbilimciler birkaç hafta önce, evrendeki tüm yıldızların rengini ortalamanız halinde sonucun bir akuamarin rengi olacağını açıkladılar. Böceği ezdikten ve hesaplamalarını yeniden yaptıktan sonra, tüm evrenin ortalama rengi bej oldu.
Evrenin rengi nedir? Bu basit görünen soru astronomlar tarafından hiçbir zaman gerçekten cevaplanmamıştır. Evrendeki tüm ışıkların doğru ve eksiksiz sayımını yapmak zordur.
Bununla birlikte, Evrenin büyük bir hacminden gelen ışığı ölçen 200.000'den fazla gökadanın yeni bir araştırması olan 2dF Galaxy Redshift Anketini kullanarak son zamanlarda bu soruyu cevaplamaya çalıştık. Farklı kozmik dalga boylarında yayılan evrenin yerel hacmindeki tüm enerjinin toplamını temsil eden “Kozmik Spektrum” dediğimiz şeyi inşa ettik. Kozmik spektrum böyle görünüyor:
Bu, Evren'de farklı ışık dalga boyları için yayılan enerjinin bir grafiğidir (buradaki veriler). Ultraviyole ve mavi ışık solda ve kırmızı ışık sağda. Bu, 2dF anketinde ayrı galaksilerin tüm bireysel spektrumlarını bir araya getirerek inşa edilmiştir. Toplam, tüm yıldızların ışığını temsil eder. İnanıyoruz ki, 2dF araştırması o kadar büyüktür (birkaç milyar ışık yılına ulaşır), bu spektrumun gerçekten temsilcisidir. Kozmik spektrumu şu şekilde de gösterebiliriz:
Burada, gözün her ışık dalgaboyunda göreceği yaklaşık rengi koyduk (yaklaşık 4000 Angstrom'un altında, neredeyse ultraviyole altında çok fazla ışık göremiyoruz; ve kesinlikle, monitörler monokrom renkleri, gökkuşağının renklerini doğru bir şekilde gösteremiyor) .
Bunu, Gökkuşağı üretmek için bir prizma ile Evrendeki tüm ışığı koyarsak, gözün göreceği şey olarak düşünebilirsiniz. Rengin yoğunluğu, Evrendeki yoğunluğuyla orantılıdır.
Peki ortalama renk nedir? yani bir gözlemcinin Evreni bir kutuda olup olmadığını göreceği ve tüm ışığı aynı anda görebildiği (ve hareket etmediği, yeryüzündeki gerçek bir gözlemci için, bizden bir galaksi ne kadar uzaksa Birleştirmeden önce tüm ışığımızın kıpırdamasını önledik).
Bu soruyu cevaplamak için insan gözünün bu renklere ortalama tepkisini hesaplamalıyız. Bu rengi nasıl ifade ederiz? Bunu yapmanın en objektif yolu, CIE renklilik diyagramında rengin konumunu belirten CIE x, y değerlerini ve dolayısıyla gözün göreceği uyarıyı belirtmektir. Aynı x, y'ye sahip herhangi bir spektrum aynı algılanan rengi vermelidir. Bu sayılar (0.345,0.345) ve sağlamlar, bunları 2dF araştırmasının farklı alt örnekleri için hesapladık ve önemsiz olarak değişiyorlar. Hatta onları 2002'de en büyük kırmızıya kayma anketi olarak 2dFGRS'yi geçecek olan Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması spektroskopik araştırması için bile hesapladık ve bunlar aslında aynı.
Ama asıl renk nedir? Bunu yapmak için insan vizyonu ve genel aydınlatma derecesi hakkında bazı varsayımlar yapmalıyız. Sizi, hangi monitörü kullandığınızı da bilmemiz gerekiyor! Tabii ki bu imkansız, ama ortalama bir tahmin yapabiliriz. İşte renkler:
Tüm bu renkler neler? İnsan gözünün farklı aydınlatma türlerine adaptasyonunu temsil eden farklı beyaz noktalar için evrenin rengini temsil ederler. Farklı koşullar altında farklı renkleri algılayacağız ve “beyaz” görünen spektrum çeşitliliği değişecektir. Yaygın bir standart 'D65', gün ışığını (hafif bulutlu bir gökyüzünde) beyaz olarak ayarlamaya yakın ve evrenin kırmızımsı göründüğüne kıyasla. "Aydınlatıcı E" (eşit enerji beyaz noktası), karanlık adapte edildiğinde beyaz için görebileceğiniz şeydir. ‘Aydınlatıcı A’, Evrenin (ve gün ışığının) çok mavi olduğu iç mekan aydınlatmasını temsil eder. Ayrıca, tipik monitörlerde görüntülemek için yapılacak en iyi şey olan 2.2'lik bir gama düzeltmesi olan ve olmayan rengi gösteririz. Doğrusal dosyayı sağlıyoruz, böylece isterseniz kendi gama uygulayabilirsiniz.
Neredeyse kesinlikle 'gama' etiketli renk yamalarına bakmanız gerekiyor, ancak tüm ekranlar aynı değil, bu nedenle kilometreniz değişebilir.
Peki “turkuaz” a ne oldu?
Kodumuzda bir hata bulduk! Basında okumuş olabileceğiniz orijinal hesaplamamızda standart olmayan beyaz noktaya sahip (iyi niyetle) yazılım kullandık. Daha ziyade bir D65 beyaz noktası kullanması gerekiyordu, ancak uygulamadı. Sonuç, 0.365,0.335'te Illuminant E'den (bazı kırmızı neon ışıkları sanki) biraz daha kırmızı olan etkili bir beyaz nokta oldu. Evrenin x, y değerleri orijinal hesaplamamızdan değişmese de, beyaz noktadaki kayma evreni 'turkuaz' olarak göstermiştir. (yani x, y, aynı kalır, ancak karşılık gelen etkin RGB değerleri değişir).
İlk hesaplamadan bu yana renk bilimcileri ile çok fazla yazıştık ve şimdi daha doğru bir renk değeri elde etmek için kendi yazılımımızı yazdık. Evrenin renginin, bir spektrumdaki hikayemizi daha erişilebilir hale getirmek için bir hile olduğunu itiraf ediyoruz. Bununla birlikte, gerçek bir hesaplanabilir şeydir, bu yüzden doğru yapmanın önemli olduğuna inanıyoruz.
Orijinal niyetimizin sadece makalemizde eğlenceli bir dipnot olduğunu belirtmek isteriz, orijinal basın hikayesi en çılgın beklentilerimizin ötesine geçti! Bu hatanın anlaşılması ve izlenmesi biraz zaman aldı. Sadece bir avuç renk bilimcisi hatayı tespit etme uzmanlığına sahipti. Bu hikayenin ahlaki bir yönü, 'renk bilimi' yönüne daha fazla dikkat etmemiz ve bunu da hak ettirmiş olmamızdır.
Bu kadar konuşma yeter. Evren ne renk?
Gerçekten cevap beyaza çok yakın, söylemek zor. Bu yüzden böyle küçük bir hatanın büyük etkisi oldu. Beyaz için en yaygın seçim D65'dir. Bununla birlikte, sadece ampuller tarafından güçlü bir şekilde aydınlatılan bir odaya (Aydınlatıcı A) bir kozmik spektrum demeti sokacak olsaydı, yukarıda gösterildiği gibi çok mavi görünecektir. Genel olarak, muhtemelen aydınlatıcı E, Evren'e karanlık koşullarda uzaktan bakmak için en doğru olanıdır. Yani yeni en iyi tahminimiz:
BEJ
Her ne kadar daha pembemsi görünebileceği tartışmalı olsa da (yukarıdaki D65 gibi). Bu renk ve beyaz arasındaki farkı görebiliyorsanız iyi şanslar! Sadece görebiliyor olmalısınız, ancak sayfa arkaplanını siyah yapmış olsaydık çok zor olurdu! Bize gönderilen bu renk için çok sayıda öneri aldık. İlk on numaramız var ve kazananı kafein önyargılı "Kozmik Latte" olarak görüyoruz!
Evrenin bir simülasyonu
Tüm bu karmaşıklıklardan dolayı kendimiz için görmeye karar verdik. Rochester, NY'daki Munsell Color Laboratories'de Mark Fairchild, kozmik spektrumun simülasyonunu yapmak için bizimle çalışıyor, kozmik spektrumda gördüğünüzle aynı kırmızı / yeşil / mavi göz stimülasyonunu vermek için ışık kaynaklarını kontrol edebiliyorlar. Daha sonra bunu belki de derin alanı simüle eden çeşitli aydınlatma koşullarında görebilir ve kendimize Evrenin gerçek rengini görebiliriz.
Gerçek bilim hikayesi
Elbette, kozmik spektrumu hesaplamak için gerçek amacımız, bu güzel renkli resimleri üretmekten çok daha fazlaydı. Renk ilginçtir ama aslında kozmik spektrum ayrıntılı olarak zengindir ve bize Evrendeki yıldız oluşum tarihi hakkında çok daha fazla şey anlatır. Yukarıda, kozmik spektrumun koyu çizgiler ve parlak bantlar içerdiğini fark etmiş olabilirsiniz, bunlar farklı elementlerin karakteristik emisyonu ve emilimine karşılık gelir:
Bunlar size Güneş Spektrumundaki Fraunhofer çizgilerini hatırlatabilir. Tam olarak aynı atomik absorpsiyon işlemi iş başında. Koyu çizgilerin gücü, kozmik spektruma katkıda bulunan yıldızların sıcaklıkları tarafından belirlenir. Daha yaşlı yıldızlar daha serin atmosferlere sahiptir ve sıcak genç yıldızlara farklı bir dizi çizgi üretir. Spektrumu analiz ederek bunların göreli oranlarını inceleyebilir ve Evrenin son çağlarında yıldız oluşum oranının ne olduğunu deneyebilir ve çıkartabiliriz. Bu analizin kanlı detayları Baldry, Glazebrook, et al. 2002. Evrendeki tahmin edilen yıldız oluşum tarihlerimizin basit bir resmi burada gösterilmiştir:
Tüm bu modeller 2dF anketinde doğru kozmik spektrumu veriyor ve hepsi Uzay Dergisi'ndeki yıldızların çoğunun 5 milyar yıldan fazla bir süre önce oluştuğunu söylüyor. Bu elbette Evrenin renginin daha sıcak genç mavi yıldızlar olduğunda geçmişte farklı olacağını ima ediyor. Aslında bunun en uygun modelimizden ne olacağını hesaplayabiliriz. 13 milyar yıl öncesinden 7 milyar yıl öncesine kadar rengin evrimi, çeşitli varsayımlarımızda şöyle görünür:
Evren genç ve maviye başladı ve evrimleşen “kırmızı” dev yıldızların nüfusu arttıkça giderek daha da kırmızılaştı. Yeni yıldızların oluşması için yıldızlararası gaz rezervlerindeki düşüş nedeniyle, yeni yıldızların oluşma oranı son 6 milyar yılda hızla düştü. Yıldız oluşum oranı azalmaya devam ettikçe ve daha fazla yıldız kırmızı dev olduğunda, Evren'in rengi daha kırmızı ve daha kırmızı olacaktır. Sonunda tüm yıldızlar yok olacak ve kara deliklerden başka bir şey kalmayacak. Bunlar da sonunda Hawking süreci ile buharlaşacak ve Evren sonsuza dek genişledikçe (mevcut kozmolojik modelde) kendiliğinden kızacak olan eski ışık dışında hiçbir şey kalmayacak.
Orijinal Kaynak: JHU Haber Bülteni
